Съдържание

ВсОШ 2013, Регионален етап, 7–11 клас — Задача 5 (11 кл.). 11 класс — Электрическая цепь с ключём

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от ВсОШ 2013

Олимпиада Максвелла и XLVII Всероссийская олимпиада школьников по физике — Региональный этап. Теоретический тур · 10 т.

Издание и авторы — 7–8 классы

Олимпиада Максвелла. Региональный этап. Теоретический тур. Методическое пособие. МФТИ, 2012/2013 уч. г.

Методическая комиссия по физике при центральном оргкомитете Всероссийских олимпиад школьников. Комплект задач подготовлен методической комиссией по физике при центральном оргкомитете Всероссийских олимпиад школьников. Телефоны: (495) 408-80-77, 408-86-95. E-mail: physolymp@gmail.com.

Авторы задач:

Класс	Задача 1	Задача 2	Задача 3	Задача 4
7	Фольклор	Слободсков И.	Слободянин В.	Замятнин М.
8	Замятнин М.	Фольклор	Колесов Ю.	Воронов А.

Общая редакция — Козел С., Слободянин В.

При подготовке оригинал-макета использовалась издательская система LaTeX 2ε. © Авторский коллектив. Подписано в печать 20 января 2013 г. в 21:44.

141700, Московская область, г. Долгопрудный. Московский физико-технический институт.

Издание и авторы — 9–11 классы

XLVII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Теоретический тур. Методическое пособие. МФТИ, 2012/2013 уч. г.

Авторы задач:

Класс	Задача 1	Задача 2	Задача 3	Задача 4	Задача 5
9	Кармазин С.	Домарецкий Д.	Бабинцев В.	Савинов Е.	Воробьёв И.
10	Кармазин С.	Замятнин М.	Козел С.	Воробьёв И.	Нгуен Нхат Мин
11	Осин М.	Савинов Е.	Воробьёв И., Баткин В.	Кармазин С.	Щеронов А.

Общая редакция — Козел С., Слободянин В.

При подготовке оригинал-макета использовалась издательская система LaTeX 2ε. © Авторский коллектив. Подписано в печать 20 января 2013 г. в 19:37.

141700, Московская область, г. Долгопрудный. Московский физико-технический институт.

Условие

Электрическая цепь (рис. 11) состоит из конденсатора емкостью $C=125\ \text{мкФ}$ , резистора $R$ , сопротивление которого неизвестно, источника постоянного тока с ЭДС $\mathcal E=70\ \text{В}$ и внутренним сопротивлением $r=R/2$ . Вначале конденсатор не заряжен, ток отсутствует. Ключ K замыкают и через некоторое время размыкают. Оказалось, что сразу после размыкания ключа сила тока, текущего через конденсатор, в 2 раза больше силы тока, текущего через конденсатор непосредственно перед размыканием ключа. Найдите количество теплоты, которое выделилось в цепи после размыкания ключа K.

Решение

Перед размыканием ключа для контура из источника и резистора (рис. 21) верно равенство:

\mathcal E=(I_C+I_R)r+I_RR.

Учитывая, что $r=R/2$ , получим:

\mathcal E=I_C\frac R2+\frac32I_RR.

Выразим ток $I_C$ через напряжение $U_C=I_RR$ на конденсаторе:

I_C=\frac2R\left(\mathcal E-\frac32U_C\right).

После размыкания ключа напряжение на конденсаторе не меняется:

U_C=2I_CR=4\left(\mathcal E-\frac32U_C\right),

отсюда выражаем:

U_C=\frac47\mathcal E=40\ \text{В}.

Энергия, запасённая в конденсаторе, перейдет в теплоту:

Q=\frac{CU_C^2}{2}=0{,}1\ \text{Дж}.

Критерии оценивания

Критерий	Баллы
Записаны правила Кирхгофа для схемы до размыкания	2
Выражен ток $I_C$ через конденсатор	2
Указано, что напряжение (заряд) на конденсаторе не меняется	2
Получено уравнение, связывающее $\mathcal E$ и $U_C$	2
Получен ответ	2

Оригинал в Архива: region13T.pdf